CATL Ву Кай: Аккумуляторная промышленность должна ускорить формирование «новых качественных производительных сил»

В 2023 году, когда существует относительная избыток мощностей и интенсивная конкуренция, где новые возможности и рост для компаний, производящих аккумуляторные батареи? Это важный вопрос, стоящий перед компаниями по производству аккумуляторных батарей. Изучая размышления и практики ведущих компаний в отрасли, таких как CATL (Contemporary Amperex Technology Co., Limited), мы можем узнать некоторые методы и опыт.

Недавно Ву Кай, главный научный сотрудник CATL, заявил на Международном форуме по новой энергетической науке и электрификации транспорта, что энергетические батареи Китая уже достигли глобального лидерства на нынешнем этапе. Чтобы сохранить это лидерство, компаниям необходимо иметь единый консенсус и обеспечить устойчивое развитие как руководства, так и отрасли. Это требует от аккумуляторных предприятий обладать «новым качеством производительности».

Концепция "новой качественной производительности" требует, чтобы она была новой и качественной. Традиционная производительность требует большого количества ресурсов и обычно потребляет много энергии. Новое качество производительности, несомненно, требует повышения эффективности и качества. Исследования и разработки аккумуляторных батарей в новой энергетической промышленности включают высокотехнологичные материалы. Во-первых, для достижения эффективных результатов требуется крупномасштабное производство. Во-вторых, существует высокая неоднородность. Эти характеристики определяют, что данная отрасль нуждается в ускорении формирования новой качественной производительности.

По мнению Ву Кая, аккумуляторные батареи имеют большой потенциал применения в области наземного, морского и воздушного транспорта. Поэтому аккумуляторным компаниям необходимо улучшить качество своей производительности, чтобы воспользоваться этими возможностями.

Какие новые возможности дает комплексная электрификация?

Глядя на применение в наземном, морском и воздушном транспорте, электрификация наземного транспорта «ударяет по ускорителю».

В области новых энергетических транспортных средств есть две движущие силы. Во-первых, ежегодный уровень проникновения легковых автомобилей значительно увеличивается, и рынок перешел от политики в прошлом к нынешней рыночной стадии.

Во-вторых, электрифицированные модели транспортных средств достигли всеобъемлющего охвата в различных сценариях, включая автомобильный пассажирский транспорт, городскую доставку, тяжелые перевозки и строительную технику. Первоначально на рынке аккумуляторов доминировали Китай, Япония и Южная Корея, но Китай постепенно взял на себя существенное лидерство. В последние месяцы, даже если мы исключим батареи силы китайского рынка, КАТЛ все еще в первой позиции в заморском рынке.

Сектор морских перевозок нажал кнопку «старт». В то время как в мире насчитывается более 35 миллионов судов, только 586 из них являются сертифицированными электрическими судами. В последние годы наблюдается значительное увеличение поставок литиевых батарей для морского использования. Например, электрические корабли присутствуют в реках Янцзы и Перл, а зарубежные страны, такие как Сингапур, заинтересованы в образцах корабельных батарей. Некоторые учреждения прогнозируют, что к 2050 году спрос Китая на литиевые батареи для электрических судов превысит 11 ГВтч.

Ситуация в воздушном пространстве может быть описана как находящаяся в режиме "ожидания". Недавно четыре министерства совместно выпустили «План развития зеленой авиационной промышленности», в котором излагается путь развития отрасли. В первой половине этого года CATL выпустила новую твердотельную батарею с одноэлементной плотностью энергии 500 Втч/кг, достигнув высокой доли производительности и безопасности батареи. Эта батарея, с ее высокой стоимостью, в настоящее время подходит для авиационной области. Компания сотрудничает в разработке проектов гражданских электрических самолетов. Авиационные стандарты и испытания компании соответствуют отраслевым рекомендациям. Первый образец был успешно доставлен, а второй запланирован на конец этого года, показав многообещающие результаты во внутреннем тестировании.

Таким образом, ожидается, что в этом году индустрия аккумуляторных батарей вступит в эру «ТВтч», превысив несколько сотен ГВтч предыдущих лет примерно до 1 ТВтч. Согласно различным прогнозам, установленная мощность аккумуляторных батарей, как ожидается, превысит 5 ТВтч к 2030 году, что указывает на значительный потенциал для рынка электрификации.

Как сформировать новую качественную производительность?

Инновации-это ключ; укрепление основных инновационных возможностей требует больших инвестиций, сильного таланта, сосредоточения внимания на патентах и широкого сотрудничества.

Кроме того, быстрый переход к оцифровке и интеллекту имеет решающее значение, особенно в ценной аккумуляторной промышленности. Например, обширные комбинации материалов требуютМатематические модели для ускорения процесса отбора из миллионов материалов. Алгоритмы могут итеративно оптимизировать и непрерывно улучшать результаты.

Что является решающим фактором на следующем этапе конкурса для аккумуляторных батарей?

Материальные исследования и разработки будут решающим фактором в следующем этапе конкуренции батареи силы.

Во-первых, помимо материалов, моделирование и моделирование необходимы для практического применения электрохимических материалов положительных и отрицательных электродов и аккумуляторных элементов. Предыдущая разработка аккумуляторных продуктов основывалась на простых тестах, таких как испытания на злоупотребление безопасностью, вибрацию при определенных условиях и испытания на удар-часто статическое моделирование нескольких параметров.

Однако реальные экстремальные сценарии, такие как пожары транспортных средств, обычно редки и многофакторны, включая несколько элементов, а не один фактор. Динамическое тестирование на протяжении всего жизненного цикла батареи, с учетом реальных сценариев использования, имеет решающее значение. Компания разработала целевые тесты для различных проблем, с которыми могут столкнуться потребители, таких как удары по днищу автомобиля во время вождения или попадание воды во время сильного дождя, а не одиночный статический тест.

Во-вторых, разработка батарей не должна ограничиваться конкретным этапом использования, а должна учитывать весь жизненный цикл в глобальном масштабе.

Цель состоит в том, чтобы максимизировать ценность батареи, подчеркивая необходимость укрепления усилий по переработке батареи для экологических и экономических выгод.

В-третьих, важное значение имеет изучение постепенного использования. Инкрементное использование ценно при использовании электромобилей, сродни сжиманию каждой капли масла. Компании, производящие батареи более высокого качества с ухудшением качества только на 20%, могут использовать оставшиеся 80% для дополнительных целей. Такой подход максимизирует стоимость батареи и снижает затраты.

Исследования и разработки новой качественной производительности должны быть энергичными. Хотя увеличение затрат на батареи минимально, они могут значительно улучшить различные аспекты производительности. Например, увеличение стоимости на 5% может удвоить срок службы батареи, что представляет собой существенную ценность. Поэтому совместные усилия в отрасли имеют решающее значение для этого перспективного предприятия.

Как инновации батареи интегрируются в несколько отраслей?

Аккумуляторы становятся основополагающим и вспомогательным элементом в новой энергетической системе, что требует глубокого сотрудничества в различных секторах.

Например, добавление энергии является критическим аспектом для пользователей, с желанием быстрой и наддува возможностей, аналогичных дозаправке. Другой метод-замена батареи. Почему CATL активно продвигает замену батарей? Помимо преимуществ замены батарей, он решает проблему высокой стоимости в электромобилях, в основном из-за высокой стоимости батарей. Позволяя пользователям арендовать батареи вместо их покупки, можно добиться значительной экономии средств. Однако замена батарей требует тщательного рассмотрения, и это важно для конкурентоспособности этой бизнес-модели на рынке. До тех пор, пока долголетие рассматривается, эта бизнес-модель имеет светлое будущее.

Замены батарей также приносят дополнительную выгоду. Как упоминалось ранее, постепенное использование батарей максимизирует их ценность, и если проблемы с продолжительностью жизни решаются за счет замены батарей, нет необходимости в отключении. В бизнес-модели замены батарей постепенное использование не является проблемой, поскольку батарея постоянно используется, что делает ее высококонкурентным направлением рынка. До тех пор, пока долголетие рассматривается, эта бизнес-модель имеет многообещающее будущее.

В чем заключается необходимость интеграции батареи?

Почему CATL готова интегрировать интеллектуальные системы шасси? Цель компании-отделить шасси от верхней части кузова не только конструктивно, но и с точки зрения стоимости. Компания стремится сократить цикл разработки целых производителей автомобилей. Например, разработка нового автомобиля первоначально заняла От 3 до 4 лет, но с этим интегрированным продуктом он может быть разработан в течение года.

Какие проблемы остаются в достижении высокой плотности энергии для силовых батарей?

Существуют различные пути для достижения плотности энергии в батареях, и они могут сосуществовать без конфликтов. Одним из популярных в настоящее время маршрутов являются твердотельные батареи, которые предлагают высокую плотность энергии. Например, авиационный сектор также использует аналогичные методы для достижения 500 Вт · ч/кг, и CATL активно работает над исследованиями и разработками в этой области. Массовое производство может быть возможно между 2027 и 2030.

Тем не менее, все еще существуют проблемы:

Во-первых, проблема литиевых дендритов. РостЛитиевые дендриты являются серьезной проблемой, и короткое замыкание может привести к выходу из строя. CATL разработала технологию улучшения интерфейса, чтобы сделать литиевые дендриты относительно однородными, предотвращая их образование. Компания добилась хороших результатов, позволив плотности батареи достигать 20 миллиампер-часов на квадратный сантиметр без образования литиевых дендритов.

Во-вторых, вопрос о прочности. Поскольку все является твердотельным, частицы материалов могут разделяться, увеличивая плотность. CATL разработала технологию двухфазной сети проводимости, значительно повышающую стабильность твердотельного интерфейса. Согласно лабораторным данным, полностью твердотельные батареи могут достигать 6000 циклов в небольших ячейках. Однако, когда клетки увеличены, это в настоящее время невозможно. Тем не менее, компания постепенно решает эти проблемы и уверена в их преодолении, непрерывно совершая прорывы в новых технологиях.